Thèse soutenue

Modélisation et optimisation des processus de dépollution biologique des matrices poreuses contaminées par des pesticides : Vers une nouvelle fonctionnalité des bassins d’orageers une nouvelle fonctionnalité des bassins d’orage

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Auteur / Autrice : Gabriela Tapia Padilla
Direction : Caroline Grégoire HimlerRobert Mosé
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l’Environnement. Hydrologie. Environnement
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

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Mots clés libres

Résumé

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Le travail de cette thèse aborde le développement d’un modèle de simulation numérique afin de mieux appréhender le devenir des pesticides au sein d’un massif poreux constituant une zone humide artificielle. Il représente une contribution dans le champs des méthodes numériques employées pour la simulation des écoulements d’eaux et du transport réactif des polluants dans les milieux poreux à saturation variable. L’originalité est l’application des éléments finis mixtes hybrides tant pour simuler l’hydrodynamique que pour le transport. Différents modèles cinétiques de biodégradation des pesticides sont également implémentés. La classification ascendante hiérarchique d'un groupe de 15 paramètres indicateurs de temps et d'erreur est proposée pour la sélection du modèle hydrodynamique le plus approprié selon les conditions initiales et aux limites à simuler. Après vérification du modèle développé, l’application a eu pour cadre l’un des sites expérimentaux du projet européen ARTWET (LIFE06 ENV/F/000133), le bassin d’orage du Waldweg à Rouffach, France. L'optimisation de la conception du bassin d’orage est effectuée par la construction d’une zone humide artificielle à écoulement horizontal. Des expériences de traçage numérique permettent de simuler plusieurs scénarios de fonctionnement hydraulique. Les effets induits par une hétérogénéité d’adsorption dans le milieu sont analysés. Une équation empirique et la définition des choix opérationnels permettent l’évaluation et l’optimisation de la capacité de stockage ainsi que de la distribution des temps de séjour. Une gestion hydraulique est finalement suggérée en relation avec les temps de rétention et de dégradation des pesticides.